王阳
大唐河北发电有限公司马头热电分公司 河北 邯郸 056044
摘要：飞灰可燃物是锅炉运行的重要监控指标，既反映的锅炉整体的燃烧工况，又直接关系机组的经济运行。飞灰可燃物受煤质变化、燃烧相关设备状况及运行调整等多方面因素影响，分析影响飞灰可燃物变化的原因对有效控制飞灰可燃物、提高机组运行经济性有重要的意义。
关键词：飞灰可燃物 锅炉 煤质 燃烧设备 运行调整
1 概述
大唐马头热电分公司9、10号锅炉系东方锅炉厂生产的DG1025/17.4－Ⅱ12型、亚临界参数、四角切圆燃烧、自然循环∏型汽包炉。锅炉采用中间储仓式制粉系统，设计煤粉细度R90=8%，设计煤种为峰峰矿务局大淑村煤矿生产的贫煤。
长期以来两炉飞灰可燃物指标存在整体偏高且波动幅度较大的情况，2019年9、10号炉平均飞灰可燃物值分别为3.86%、4.06%。针对飞灰可燃物偏高情况，进行了大量数据统计分析、设备治理及运行调整工作。
2 影响分析
锅炉设备运行过程中，燃烧工况、入炉煤煤质、运行调整及煤粉细度均对可燃物有一定影响，通过对2019年6月至2020年2月两台炉近500组数据统计分析如下：
2.1 锅炉负荷对可燃物的影响
在两台机组入炉煤掺配情况、负荷分配情况基本相同的情况下，将数据按平均蒸发量分段统计后发现：在蒸发量及入炉煤掺配基本相同的情况下，两台炉的飞灰可燃物随锅炉负荷增加而升高。
锅炉设计和使用煤均为贫煤，不易燃尽，受燃烧时间因素影响较大。锅炉高负荷时，烟气量大幅增加，燃料在炉膛停留的时间变短，出现了飞灰可燃物随锅炉负荷增加而升高的情况。
按蒸发量分段统计数据及趋势图：
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可燃物随负荷变化趋势图
且可燃物受锅炉负荷变化影响与煤质有明显的关系：整体入炉煤煤质较好时（各掺配煤种挥发份约在15%），可燃物基本不受锅炉负荷变化影响；入炉煤整体挥发份降低至12%左右时，可燃物出现随锅炉负荷增加而增大的趋势。按2019年入炉煤平均干燥基挥发份13%的情况统计，锅炉负荷每增加100t/h，可燃物上涨约0.4%。
2.2 煤质对可燃物的影响
入炉煤的挥发份、热值、灰分都对可燃物有一定的影响。挥发份降低煤粉的着火温度显著升高，煤粉燃烬困难，影响可燃物升高。
通过数据的统计分析发现生产中常用低挥发份煤种对可燃物的影响量，进一步指导配煤掺烧，提高机组运行的经济性。
2.2.1 统计9、10号锅炉运行中掺配干燥基挥发份5%的万某煤数据发现：万某煤掺配量在5%时，对飞灰可燃物基本无影响，当掺配比例达到10%，两台炉的飞灰可燃物均出现了明显升高，平均升高约1.1%。
2.2.2统计相近工况下锅炉运行中掺配干燥基挥发份10%的白某煤数据发现：白某煤掺配比例达到35%时对可燃物有较大影响，且随锅炉负荷增加影响量增大，在锅炉负荷约850t/h工况下，掺配约40%白某煤影响可燃物升高约1.46%。
2.3 燃烧调整对可燃物的影响
锅炉燃烧调整是降低和控制飞灰可燃物的重要手段。
2.3.1 氧量的控制
锅炉氧量是影响飞灰可燃物的重要参数，尤其在温度很高的扩散燃烧区，氧量的扩散成为制约燃烧的主要因素，因此在锅炉运行中必须保证有燃烧必需的氧量。
通常300MW机组锅炉设备正常运行时过量空气系数要求不低于1.25，即氧量不低于4.2%。实际运行中可结合低氮燃烧、烟气中CO含量及机组整体经济指标对锅炉氧量进行合理的调整。同时要做好氧量表的校验工作，提高表计的准确性。运行调整过程中可参考对比脱硝反应器前后氧量值，避免因表计存在误差而导致锅炉运行长期氧量偏低的情况。
2.3.2 一次风的控制
一次风携带煤粉进入炉膛燃烧，提高一次风温可减少着火热，从而加快燃烧。燃烧贫煤的直流燃烧器通常一次风速推荐为20~25m/s。通过整个风粉系统设备治理，将一次风速尽可能调平，整体控制一次风速在合理范围，有利于提前燃料的着火时间，降低飞灰可燃物。
2.3.3 二次风的控制
在保证锅炉氧量的前提下，需要提高二次风的刚性。提高二次风刚性，既能避免一、二次风的过早混合，保证燃料进入炉膛后所需的着火热不会增大，及时燃烧，又能提高二次风的穿透性，使炉膛中心的风粉充分混合，增加高温扩散区的氧气含量，使煤粉快速充分的燃烧。
由于受低氮燃烧运行要求的影响，大多数锅炉配风方式采取“束腰型”配风，即底部二次风配比相对较大，中间部分二次风分配明显减少，燃尽风配比增大的方式来控制NOx生成及控制飞灰可燃物。此种配风方式下，若氧量满足设计要求，可燃物仍明显偏高时，应当对二次风配风进行优化调整。因为在燃尽风以上区域，虽然补充大量空气，但此部位已处于过渡燃烧区，并立即转入动力燃烧区，碳粒燃烧的速度主要受温度的影响比较明显，仅不断的在燃尽区增加风量配比，会出现氧量偏高而飞灰可燃物也偏高的情况。
2.3.4 实际生产控制效果
生产过程中，我公司从严格控制锅炉氧量、降低一次风速风率、治理锅炉漏风提高二次风压、增加主燃区二次风比例几方面入手，不断地进行燃烧优化调整，可燃物整体呈下降趋势，大约影响飞灰可燃物降低1%。
2.4 设备优化治理
2.4.1 制粉系统治理
煤粉细度表示煤粉颗粒群的粗细程度，是煤粉的重要特性之一，是影响飞灰可燃物的一项重要指标。
公司开展粗粉分离器挡板调整工作，并结合检修对粗粉分离器进行治理，至2020年4月后两台炉的煤粉细度基本控制在8.5%左右，较之前降低约1%，整体影响可燃物下降约0.1%。
2.4.2 燃烧器调整
结合10号机组检修对燃烧器进行了校对调整，纠正了部分燃烧器的角度偏差。启动后10号炉BRL工况下较修前一级减温水量下降约18t/h，炉膛出口烟温约下降20℃，呈现出火焰中心集中、下移的情况。结合之前运行调整的相关工作，修后10号炉可燃物持续稳定在2.5%以下。
3 结论
降低飞灰可燃物是一个综合性问题，通过马头公司降低飞灰可燃物的工作情况及控制效果发现：一、进行持续性的入炉煤与飞灰可燃物相关数据统计工作，分析影响可燃物指标变化较大的煤种及掺配情况，对其掺配比例提出指导意见，对在配煤掺烧形势下控制飞灰可燃物有重要意义；二、做好运行调整及燃烧数据的记录和统计，优化燃烧调整，进行相关调整试验，是降低飞灰可燃物的重要手段；第三，进行燃烧设备治理与维护，保证设备性能，是优化锅炉燃烧及降低飞灰可燃物的基础。
参 考 文 献
[1] 叶江明、潘效军、陈广利《电厂锅炉原理及设备》，中国电力出版社，2009。
[2] 李永华、刘长良、陶哲《火电厂锅炉系统及优化运行》，中国电力出版社，2011。